WO2021045051A1 - Tire device - Google Patents

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洋一朗 鈴木
高俊 関澤
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株式会社デンソー
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Abstract

The present invention has a tire-side device (1) provided on a tire (3) side and a vehicle body-side system (2) provided on a vehicle body side, and discerns a road surface state of a traveling road surface of a vehicle and detects a tire wear state. The tire-side device has: a vibration detection unit (10) that outputs a detection signal according to the magnitude of vibration of the tire; a control unit (11) that has a feature amount extraction unit (11a) for extracting a feature amount for each frequency band from a detection signal obtained during one rotation of the tire; and a first data communication unit (12) that transmits road surface data including the feature amount. The vehicle body-side system has: a second data communication unit (24) that receives the road surface data; a road surface assessment unit (25c) that assesses the road surface state of the traveling road surface on the basis of the road surface data; an integral calculation unit (25d) that uses the feature amount for each frequency band included in the road surface data to calculate an integrated value of the feature amount in a specific frequency band; and a wear determination unit (25e) that detects the tire wear state from the integrated value of the feature amount.

Description

タイヤ装置Tire device 関連出願への相互参照Cross-reference to related applications
 本出願は、2019年9月4日に出願された日本特許出願番号2019-161333号に基づくもので、ここにその記載内容が参照により組み入れられる。 This application is based on Japanese Patent Application No. 2019-161333 filed on September 4, 2019, the contents of which are incorporated herein by reference.
 本開示は、タイヤ側装置および車体側システムを有し、路面状態判別とタイヤ摩耗状態の検出を行うことができるタイヤ装置に関する。 The present disclosure relates to a tire device having a tire side device and a vehicle body side system and capable of determining a road surface condition and detecting a tire wear condition.
 従来、特許文献1において、タイヤトレッドの裏面に加速度取得部を有するタイヤ側装置を備え、加速度取得部でタイヤ振動を加速度として取得すると共に、その取得結果を車体側システムに伝えることで路面状態の推定を行うタイヤ装置が提案されている。このタイヤ装置では、加速度取得部で取得したタイヤの振動波形に基づいて路面状態に関するデータを作成し、各車輪それぞれのデータを車体側の受信機などに伝えることで、路面状態の推定を行っている。そして、タイヤ側装置の省電力を実現すべく、路面状態の変化を判定し、路面状態が変化したタイミングにタイヤ側装置から車体側システムにタイヤに加えられる振動の取得結果が伝えられるようにしている。つまり、路面状態判別を行いたいと考えられる路面状態が変化したタイミングにのみデータ伝達が行われるようにすることで、通信を最小限に抑え、省電力化を図っている。 Conventionally, in Patent Document 1, a tire-side device having an acceleration acquisition unit on the back surface of the tire tread is provided, the tire vibration is acquired as acceleration by the acceleration acquisition unit, and the acquisition result is transmitted to the vehicle body-side system to display the road surface condition. A tire device for estimation has been proposed. In this tire device, data on the road surface condition is created based on the vibration waveform of the tire acquired by the acceleration acquisition unit, and the data on each wheel is transmitted to the receiver on the vehicle body side to estimate the road surface condition. There is. Then, in order to realize power saving of the tire side device, the change in the road surface condition is determined, and the acquisition result of the vibration applied to the tire is transmitted from the tire side device to the vehicle body side system at the timing when the road surface condition changes. There is. That is, communication is minimized and power saving is achieved by allowing data transmission to be performed only at the timing when the road surface condition for which the road surface condition is desired to be determined changes.
特開2018-184101号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-184101
 近年、タイヤ摩耗状態についても検出したいというニーズがある。このため、タイヤ側装置で取得されるタイヤの振動波形に基づいてタイヤ摩耗状態について検出することが考えられる。しかしながら、タイヤ側装置の限られた電源やメモリの中で、路面状態判別のためのアルゴリズムとタイヤ摩耗状態の検出のためのアルゴリズムを実装するためには、振動波形のサンプリング、保存、各種演算処理を最小限に抑え、省電力、省メモリ化することが必要になる。
 本開示は、路面状態判別とタイヤ摩耗状態の検出を行えるようにしつつ、より省電力、省メモリ化を実現することができるタイヤ装置を提供することを目的とする。
In recent years, there is a need to detect tire wear conditions as well. Therefore, it is conceivable to detect the tire wear state based on the vibration waveform of the tire acquired by the tire side device. However, in order to implement an algorithm for determining the road surface condition and an algorithm for detecting the tire wear condition in the limited power supply and memory of the tire side device, vibration waveform sampling, storage, and various arithmetic processes are performed. It is necessary to save power and memory by minimizing the number of tires.
An object of the present disclosure is to provide a tire device capable of realizing further power saving and memory saving while enabling detection of a road surface condition and a tire wear condition.
 本開示の1つの観点におけるタイヤ装置において、タイヤ側装置は、タイヤの振動の大きさに応じた検出信号を出力する振動検出部と、タイヤの1回転中における検出信号から周波数帯域毎の特徴量を抽出する特徴量抽出部を有する制御部と、特徴量抽出部で抽出された特徴量を含む路面データを送信する第1データ通信部と、を有している。また、車体側システムは、タイヤ側装置から送信された路面データを受信する第2データ通信部と、路面データに基づいて走行路面の路面状態を判別する路面判別部と、路面データに含まれる周波数帯域毎の特徴量を用いて、特定周波数帯域における特徴量の積分値を演算する積分演算部と、特徴量の積分値からタイヤ摩耗状態の検出を行う摩耗判定部と、を有している。 In the tire device according to one aspect of the present disclosure, the tire side device includes a vibration detection unit that outputs a detection signal according to the magnitude of the tire vibration, and a feature amount for each frequency band from the detection signal during one rotation of the tire. It has a control unit having a feature amount extraction unit for extracting tires, and a first data communication unit for transmitting road surface data including the feature amount extracted by the feature amount extraction unit. Further, the vehicle body side system includes a second data communication unit that receives road surface data transmitted from the tire side device, a road surface determination unit that determines the road surface condition of the traveling road surface based on the road surface data, and a frequency included in the road surface data. It has an integration calculation unit that calculates the integrated value of the feature amount in a specific frequency band using the feature amount for each band, and a wear determination unit that detects the tire wear state from the integrated value of the feature amount.
 このように、車両の走行路面の路面状態を判別したりタイヤ摩耗状態を検出したりしている。具体的には、路面状態を判別するための路面データを用い、路面データ中における特定周波数帯域の特徴量の積分値からタイヤ摩耗状態を検出している。このため、タイヤ摩耗状態の検出のためのみにデータ送信を行ったりする必要がなく、タイヤ側装置にタイヤ摩耗状態の検出のためのアルゴリズムを実装しなくても済み、サンプリング、保存、各種演算処理を最小限に抑えて省電力、省メモリ化することが可能となる。よって、路面状態判別とタイヤ摩耗状態の検出を行えるようにしつつ、より省電力、省メモリ化を実現することができるタイヤ装置にできる。 In this way, the road surface condition of the vehicle's running road surface is discriminated and the tire wear condition is detected. Specifically, the road surface data for discriminating the road surface condition is used, and the tire wear state is detected from the integrated value of the feature amount of the specific frequency band in the road surface data. Therefore, it is not necessary to transmit data only for detecting the tire wear state, and it is not necessary to implement an algorithm for detecting the tire wear state on the tire side device, sampling, saving, and various arithmetic processes. It is possible to save power and memory by minimizing the number of tires. Therefore, it is possible to make a tire device that can realize more power saving and memory saving while making it possible to discriminate the road surface condition and detect the tire wear state.
 なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。 Note that the reference symbols in parentheses attached to each component or the like indicate an example of the correspondence between the component or the like and the specific component or the like described in the embodiment described later.
第1実施形態にかかるタイヤ装置の車両搭載状態でのブロック構成を示した図である。It is a figure which showed the block composition in the vehicle-mounted state of the tire device which concerns on 1st Embodiment. タイヤ側装置および車体側システムの詳細を示したブロック図である。It is a block diagram which showed the detail of the tire side device and the vehicle body side system. タイヤ側装置が取り付けられたタイヤの断面模式図である。It is sectional drawing of the tire which attached the tire side device. タイヤ回転時における加速度取得部の出力電圧波形図である。It is the output voltage waveform figure of the acceleration acquisition part at the time of tire rotation. 加速度取得部の検出信号を所定の時間幅Tの時間窓毎に区画した様子を示す図である。It is a figure which shows the state that the detection signal of the acceleration acquisition part was divided into each time window of a predetermined time width T. タイヤの今回の回転時の時間軸波形と1回転前のときの時間軸波形それぞれを所定の時間幅Tの時間窓で分割した各区画での行列式Xi(r)、Xi(r-1)と距離Kyzとの関係を示した図である。The determinants Xi (r) and Xi (r-1) in each section in which the time axis waveform at the time of the current rotation of the tire and the time axis waveform at the time of one rotation before are divided by a time window having a predetermined time width T. It is a figure which showed the relationship between and the distance Kyz. タイヤの振動モデルを示した図である。It is a figure which showed the vibration model of a tire. 一般的な振動モデルの図である。It is a figure of a general vibration model. 新品のタイヤと摩耗後のタイヤそれぞれについてタイヤの振動レベルの周波数特性を調べたときの結果を示す図である。It is a figure which shows the result when the frequency characteristic of the vibration level of a tire was investigated for each of a new tire and a worn tire. タイヤ側装置の制御部が実行するデータ送信処理のフローチャートである。It is a flowchart of the data transmission process executed by the control part of the tire side device. 車体側システムの制御部が実行する路面状態判別および摩耗検出処理のフローチャートである。It is a flowchart of the road surface condition determination and wear detection processing executed by the control part of the vehicle body side system. タイヤ溝深さと特徴量の積分値との関係を示した図である。It is a figure which showed the relationship between the tire groove depth and the integral value of a feature amount. 第2実施形態のタイヤ装置に備えられるタイヤ側装置および車体側システムの詳細を示したブロック図である。It is a block diagram which showed the detail of the tire side apparatus and the vehicle body side system provided in the tire apparatus of 2nd Embodiment. 第3実施形態のタイヤ装置に備えられるタイヤ側装置および車体側システムの詳細を示したブロック図である。It is a block diagram which showed the detail of the tire side apparatus and the vehicle body side system provided in the tire apparatus of 3rd Embodiment.
 以下、本開示の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the figures. In each of the following embodiments, parts that are the same or equal to each other will be described with the same reference numerals.
 (第1実施形態)
 本実施形態にかかる路面状態判別機能とタイヤ摩耗状態の検出機能を有するタイヤ装置について説明する。本実施形態にかかるタイヤ装置は、車両の各車輪に備えられるタイヤの接地面に加わる振動に基づいて走行中の路面状態を判別すると共に、路面状態に基づいて車両の危険性の報知や車両運動制御などを行う。また、タイヤ装置は、タイヤの接地面に加わる振動に基づいてタイヤ摩耗状態についても検出する。
(First Embodiment)
A tire device having a road surface condition determination function and a tire wear condition detection function according to the present embodiment will be described. The tire device according to the present embodiment determines the road surface condition during traveling based on the vibration applied to the ground contact surface of the tire provided on each wheel of the vehicle, and also notifies the danger of the vehicle and the vehicle movement based on the road surface condition. Control etc. The tire device also detects the tire wear state based on the vibration applied to the ground contact surface of the tire.
 図1および図2に示すようにタイヤ装置100は、車輪側に設けられたタイヤ側装置1と、車体側に備えられた各部を含む車体側システム2とを有する構成とされている。車体側システム2としては、受信機21、ブレーキ制御用の電子制御装置(以下、ブレーキECUという)22、報知装置23などが備えられている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the tire device 100 has a structure including a tire side device 1 provided on the wheel side and a vehicle body side system 2 including various parts provided on the vehicle body side. The vehicle body side system 2 includes a receiver 21, an electronic control device for brake control (hereinafter referred to as a brake ECU) 22, a notification device 23, and the like.
 本実施形態のタイヤ装置100は、タイヤ側装置1よりタイヤ3が走行中の路面状態に応じたデータ(以下、路面データという)を送信すると共に、受信機21で路面データを受信して路面状態の判別を行う。また、路面データには、タイヤ摩耗状態に応じて変化する成分が含まれるため、受信機21は、路面データに基づいてタイヤ摩耗状態の検出も行う。さらに、タイヤ装置100は、受信機21での路面状態の判別結果やタイヤ摩耗状態の検出結果を報知装置23に伝え、報知装置23より路面状態の判別結果やタイヤ摩耗状態の検出結果を報知させる。これにより、例えばドライ路やウェット路もしくは凍結路であることなどの路面状態やタイヤ摩耗状態をドライバに伝えることが可能となり、滑り易い路面である場合やタイヤ摩耗が進んでいる場合にはドライバに警告することも可能となる。また、タイヤ装置100は、車両運動制御を行うブレーキECU22などに路面状態を伝えることで、危険を回避するための車両運動制御が行われるようにする。例えば、凍結時には、ドライ路の場合と比較してブレーキ操作量に対して発生させられる制動力が弱められるようにすることで、路面μが低いときに対応じた車両運動制御となるようにする。具体的には、タイヤ側装置1および受信機21は、以下のように構成されている。 The tire device 100 of the present embodiment transmits data according to the road surface condition while the tire 3 is traveling (hereinafter referred to as road surface data) from the tire side device 1, and receives the road surface data by the receiver 21 to receive the road surface condition. Is determined. Further, since the road surface data includes a component that changes according to the tire wear state, the receiver 21 also detects the tire wear state based on the road surface data. Further, the tire device 100 transmits the determination result of the road surface condition and the detection result of the tire wear state by the receiver 21 to the notification device 23, and the notification device 23 notifies the determination result of the road surface condition and the detection result of the tire wear state. .. This makes it possible to inform the driver of the road surface condition and tire wear condition such as dry road, wet road or icy road, and to the driver when the road surface is slippery or the tire wear is progressing. It is also possible to warn. Further, the tire device 100 transmits the road surface condition to the brake ECU 22 or the like that controls the vehicle motion so that the vehicle motion control for avoiding danger is performed. For example, when freezing, the braking force generated with respect to the amount of braking operation is weakened as compared with the case of a dry road, so that vehicle motion control corresponding to when the road surface μ is low is achieved. .. Specifically, the tire-side device 1 and the receiver 21 are configured as follows.
 タイヤ側装置1は、図2に示すように、加速度取得部10、制御部11およびデータ通信部12を備えた構成とされ、図3に示されるように、タイヤ3のトレッド31の裏面側に設けられる。 As shown in FIG. 2, the tire-side device 1 is configured to include an acceleration acquisition unit 10, a control unit 11, and a data communication unit 12, and as shown in FIG. 3, is on the back surface side of the tread 31 of the tire 3. Provided.
 加速度取得部10は、タイヤ3に加わる振動を検出するための振動検出部を構成するものである。例えば、加速度取得部10は、加速度センサによって構成される。加速度取得部10が加速度センサとされる場合、加速度取得部10は、タイヤ3が回転する際にタイヤ側装置1が描く円軌道に対して接する方向、つまり図3中の矢印Xで示すタイヤ接線方向の振動に応じた検出信号として、加速度の検出信号を出力する。より詳しくは、加速度取得部10は、矢印Xで示す二方向のうちの一方向を正、反対方向を負とする出力電圧などを検出信号として発生させる。例えば、加速度取得部10は、タイヤ3が1回転するよりも短い周期に設定される所定のサンプリング周期ごとに加速度検出を行い、それを検出信号として出力している。なお、加速度取得部10の検出信号は、出力電圧もしくは出力電流として表されるが、ここでは出力電圧として表される場合を例に挙げる。 The acceleration acquisition unit 10 constitutes a vibration detection unit for detecting the vibration applied to the tire 3. For example, the acceleration acquisition unit 10 is composed of an acceleration sensor. When the acceleration acquisition unit 10 is used as an acceleration sensor, the acceleration acquisition unit 10 is in contact with the circular orbit drawn by the tire side device 1 when the tire 3 rotates, that is, the tire tangent line indicated by the arrow X in FIG. An acceleration detection signal is output as a detection signal corresponding to the vibration in the direction. More specifically, the acceleration acquisition unit 10 generates an output voltage or the like in which one of the two directions indicated by the arrow X is positive and the opposite direction is negative as a detection signal. For example, the acceleration acquisition unit 10 performs acceleration detection every predetermined sampling cycle set to a cycle shorter than one rotation of the tire 3, and outputs it as a detection signal. The detection signal of the acceleration acquisition unit 10 is represented as an output voltage or an output current, but here, a case where it is represented as an output voltage will be given as an example.
 制御部11は、第1制御部に相当し、CPU、ROM、RAM、I/Oなどを備えたマイクロコンピュータによって構成され、ROMなどに記憶されたプログラムに従って上記した処理を行う部分である。そして、制御部11は、それらの処理を行う機能部として特徴量抽出部11a、特徴量保存部11b、変化判定部11cを備えた構成とされている。 The control unit 11 corresponds to the first control unit, is composed of a microcomputer equipped with a CPU, ROM, RAM, I / O, etc., and performs the above processing according to a program stored in the ROM or the like. The control unit 11 is configured to include a feature amount extraction unit 11a, a feature amount storage unit 11b, and a change determination unit 11c as functional units for performing these processes.
 特徴量抽出部11aは、加速度取得部10が出力する検出信号をタイヤ接線方向の振動データを表す検出信号として用いて、この検出信号を処理することで、タイヤ振動の特徴量を抽出する。本実施形態の場合、タイヤ3の加速度(以下、タイヤGという)の検出信号を信号処理することで、タイヤGの特徴量を抽出する。また、特徴量抽出部11aは、変化判定部11cを介して、抽出した特徴量を含むデータを路面データとしてデータ通信部12に伝える。なお、ここでいう特徴量の詳細については後で説明する。 The feature amount extraction unit 11a uses the detection signal output by the acceleration acquisition unit 10 as a detection signal representing vibration data in the tire tangential direction, and processes this detection signal to extract the feature amount of the tire vibration. In the case of the present embodiment, the feature amount of the tire G is extracted by signal processing the detection signal of the acceleration of the tire 3 (hereinafter referred to as the tire G). Further, the feature amount extraction unit 11a transmits the data including the extracted feature amount to the data communication unit 12 as road surface data via the change determination unit 11c. The details of the feature amount referred to here will be described later.
 特徴量保存部11bは、タイヤ3の1回転前に特徴量抽出部11aで抽出された特徴量(以下、前回特徴量という)を保存している。タイヤ3が1回転したことについては後述する手法によって確認できることから、タイヤ3が1回転するごとに、1回転分の特徴量を保存している。なお、タイヤ3の1回転分の特徴量については、タイヤ3が1回転するごとにデータ更新するようにしても良いし、複数回転分をストックしておき、タイヤ3が1回転するごとに最も古いデータを消去するようにしても良い。ただし、タイヤ3内での制御部11の省メモリ化の観点からは、ストックするデータ量を少なくすることが好ましいため、タイヤ3が1回転するごとにデータ更新するのが好ましい。 The feature amount storage unit 11b stores the feature amount extracted by the feature amount extraction unit 11a one rotation before the tire 3 (hereinafter, referred to as the previous feature amount). Since it can be confirmed by the method described later that the tire 3 has made one rotation, the feature amount for one rotation is stored for each rotation of the tire 3. Regarding the feature amount for one rotation of the tire 3, the data may be updated every time the tire 3 makes one rotation, or the data for a plurality of rotations may be stocked and the most every time the tire 3 makes one rotation. You may want to erase the old data. However, from the viewpoint of saving memory of the control unit 11 in the tire 3, it is preferable to reduce the amount of data to be stocked. Therefore, it is preferable to update the data every time the tire 3 rotates.
 変化判定部11cは、路面状態の変化の有無を判定したり、路面データをデータ通信部に伝えたりする部分である。路面状態の変化の有無については、変化判定部11cは、タイヤ3の今回の回転時に特徴量抽出部11aが抽出した特徴量(以下、今回特徴量という)と、特徴量保存部11bに保存されているタイヤ3の前回特徴量とに基づいて判定している。この判定の詳細については後述する。そして、路面状態の変化が有ったと判定すると、路面データをデータ通信部12に伝える。また、路面状態の変化が無かったと判定すると、路面データをデータ通信部12に伝えないようにする。 The change determination unit 11c is a part that determines whether or not there is a change in the road surface condition and transmits the road surface data to the data communication unit. Regarding the presence or absence of a change in the road surface condition, the change determination unit 11c stores the feature amount extracted by the feature amount extraction unit 11a during the current rotation of the tire 3 (hereinafter referred to as the feature amount) and the feature amount storage unit 11b. The judgment is made based on the previous feature amount of the tire 3. The details of this determination will be described later. Then, when it is determined that the road surface condition has changed, the road surface data is transmitted to the data communication unit 12. Further, if it is determined that the road surface condition has not changed, the road surface data is not transmitted to the data communication unit 12.
 データ通信部12は、第1データ通信部を構成する部分であり、例えば、変化判定部11cから路面データが伝えられると、そのタイミングで今回特徴量を含む路面データの送信を行う。すなわち、路面状態の変化時にのみ路面データを送信するようになっている。 The data communication unit 12 is a part constituting the first data communication unit. For example, when the road surface data is transmitted from the change determination unit 11c, the road surface data including the feature amount is transmitted at that timing. That is, the road surface data is transmitted only when the road surface condition changes.
 一方、受信機21は、図2に示すように、データ通信部24と制御部25とを有した構成とされている。 On the other hand, as shown in FIG. 2, the receiver 21 has a configuration including a data communication unit 24 and a control unit 25.
 データ通信部24は、第2データ通信部を構成する部分であり、タイヤ側装置1のデータ通信部12より送信された今回特徴量を含む路面データを受信し、制御部25に伝える役割を果たす。 The data communication unit 24 is a part constituting the second data communication unit, and plays a role of receiving the road surface data including the feature amount transmitted this time from the data communication unit 12 of the tire side device 1 and transmitting it to the control unit 25. ..
 制御部25は、第2制御部に相当し、CPU、ROM、RAM、I/Oなどを備えたマイクロコンピュータによって構成され、ROMなどに記憶されたプログラムに従って各種処理を行っている。そして、制御部25は、各種処理を行う機能部としてサポートベクタ保存部25a、類似度演算部25b、路面判別部25c、積分演算部25dおよび摩耗判定部25eを備えている。 The control unit 25 corresponds to the second control unit, is composed of a microcomputer equipped with a CPU, ROM, RAM, I / O, etc., and performs various processes according to a program stored in the ROM or the like. The control unit 25 includes a support vector storage unit 25a, a similarity calculation unit 25b, a road surface determination unit 25c, an integration calculation unit 25d, and a wear determination unit 25e as functional units for performing various processes.
 サポートベクタ保存部25aは、路面の種類ごとにサポートベクタを記憶して保存している。サポートベクタは、手本となる特徴量のことであり、例えばサポートベクタマシンを用いた学習によって得ている。タイヤ側装置1を備えた車両を実験的に路面の種類別に走行させ、そのときに特徴量抽出部11aで抽出した特徴量を所定のタイヤ回転数分学習し、その中から典型的な特徴量を所定数分抽出したものがサポートベクタとされる。例えば、路面の種類別に、100万回転分の特徴量を学習し、その中から100回転分の典型的な特徴量を抽出したものをサポートベクタとしている。 The support vector storage unit 25a stores and stores the support vector for each type of road surface. The support vector is a feature quantity that serves as a model, and is obtained by learning using, for example, a support vector machine. A vehicle equipped with the tire-side device 1 is experimentally run according to the type of road surface, and the feature amount extracted by the feature amount extraction unit 11a at that time is learned for a predetermined tire rotation number, and a typical feature amount is learned from the feature amount. Is extracted for a predetermined number of minutes and is used as a support vector. For example, a support vector is obtained by learning a feature amount for 1 million rotations for each type of road surface and extracting a typical feature amount for 100 rotations from the feature amount.
 類似度演算部25bは、タイヤ側装置1より送られてきた今回特徴量と、サポートベクタ保存部25aに保存された路面の種類別のサポートベクタとを比較することで、類似度を算出する。類似度は、路面の種類ごとのサポートベクタとの類似している度合いを示しており、類似度が高いほど似ていることを示している。この類似度の詳細については後述する。 The similarity calculation unit 25b calculates the similarity by comparing the feature amount sent from the tire side device 1 with the support vector for each type of road surface stored in the support vector storage unit 25a. The degree of similarity indicates the degree of similarity with the support vector for each type of road surface, and the higher the degree of similarity, the more similar it is. The details of this similarity will be described later.
 路面判別部25cは、類似度演算部25bで演算された類似度を用いて路面状態を判別する。例えば、今回特徴量を路面の種類別のサポートベクタと対比して、類似度が最も高い値となったサポートベクタの路面を現在の走行路面と判別している。 The road surface determination unit 25c determines the road surface state using the similarity calculated by the similarity calculation unit 25b. For example, the feature amount is compared with the support vector for each type of road surface this time, and the road surface of the support vector having the highest similarity value is determined as the current traveling road surface.
 積分演算部25dは、路面データの中から所定の周波数帯域の成分を含む特徴量の積分値を算出する。後述するように、路面データに含まれる特徴量は、加速度取得部10の検出信号を所定の時間幅Tの時間窓毎の区画に分割して、各区画で周波数解析を行うことで抽出される。このため、抽出した特徴量の中に所定の周波数帯域の成分の特徴量が含まれている。この所定の周波数帯域の成分の特徴量を抽出し、それを足し合わせることで、所定の周波数帯域の特徴量の積分値を算出することができる。 The integral calculation unit 25d calculates the integral value of the feature amount including the component of the predetermined frequency band from the road surface data. As will be described later, the feature amount included in the road surface data is extracted by dividing the detection signal of the acceleration acquisition unit 10 into sections for each time window having a predetermined time width T and performing frequency analysis in each section. .. Therefore, the feature amount of the component of a predetermined frequency band is included in the extracted feature amount. By extracting the feature amounts of the components of the predetermined frequency band and adding them together, the integrated value of the feature amounts of the predetermined frequency band can be calculated.
 摩耗判定部25eは、積分演算部25dで算出した特徴量の積分値に基づいて、タイヤ摩耗量を検出する。特徴量の積分値はタイヤ摩耗量に応じて変化し、タイヤ摩耗量が多くなるほど積分値が小さくなるという特性を有している。このため、特徴量の積分値に基づいて、タイヤ摩耗量を検出することができる。 The wear determination unit 25e detects the tire wear amount based on the integrated value of the feature amount calculated by the integral calculation unit 25d. The integrated value of the feature amount changes according to the tire wear amount, and has the characteristic that the integrated value becomes smaller as the tire wear amount increases. Therefore, the tire wear amount can be detected based on the integrated value of the feature amount.
 また、制御部25は、路面状態の判別やタイヤ摩耗量の検出を行うと、その路面状態やタイヤ摩耗量に関する情報を報知装置23に伝え、必要に応じて報知装置23より路面状態やタイヤ摩耗量をドライバに伝える。これにより、ドライバは路面状態に対応した運転を心掛けるようになるし、タイヤ摩耗量が多ければタイヤ交換を行うなどにより、車両の危険性を回避することが可能となる。例えば、報知装置23を通じて判別された路面状態を常に表示するようにしても良いし、判別された路面状態がウェット路や凍結路等のように運転をより慎重に行う必要があるときにのみ路面状態を表示してドライバに警告するようにしても良い。同様に、タイヤ摩耗量についても報知装置23を通じて常に表示するようにしても良いし、タイヤ摩耗量が多い場合にのみタイヤ摩耗量を表示したり、タイヤ交換を促す表示を行うようにしても良い。 Further, when the control unit 25 determines the road surface condition and detects the tire wear amount, the control unit 25 transmits information on the road surface condition and the tire wear amount to the notification device 23, and if necessary, the road surface condition and the tire wear amount are transmitted from the notification device 23. Tell the driver the amount. As a result, the driver will try to drive according to the road surface condition, and if the amount of tire wear is large, the danger of the vehicle can be avoided by replacing the tires. For example, the road surface condition determined through the notification device 23 may always be displayed, or the road surface condition may be determined only when the driving needs to be performed more carefully, such as on a wet road or an icy road. The status may be displayed to warn the driver. Similarly, the tire wear amount may be always displayed through the notification device 23, or the tire wear amount may be displayed only when the tire wear amount is large, or a display prompting tire replacement may be performed. ..
 また、受信機21からブレーキECU22などの車両運動制御を実行するためのECUに対して路面状態を伝えており、伝えられた路面状態に基づいて車両運動制御が実行されるようにしている。 Further, the receiver 21 transmits the road surface condition to the ECU for executing the vehicle motion control such as the brake ECU 22, and the vehicle motion control is executed based on the transmitted road surface condition.
 なお、ブレーキECU22は、様々なブレーキ制御を行う制動制御装置を構成するものである。具体的には、ブレーキECU22は、ブレーキ液圧制御用のアクチュエータを駆動することでホイールシリンダ圧を増減して制動力を制御する。また、ブレーキECU22は、各車輪の制動力を独立して制御することもできる。このブレーキECU22により、受信機21から路面状態が伝えられると、それに基づいて車両運動制御として制動力の制御を行っている。例えば、ブレーキECU22は、伝えられた路面状態が凍結路であることを示していた場合、ドライ路面と比較して、ドライバによるブレーキ操作量に対して発生させる制動力を弱めるようにする。これにより、車輪スリップを抑制でき、車両の危険性を回避することが可能となる。 The brake ECU 22 constitutes a braking control device that performs various brake controls. Specifically, the brake ECU 22 controls the braking force by increasing or decreasing the wheel cylinder pressure by driving an actuator for controlling the brake fluid pressure. Further, the brake ECU 22 can independently control the braking force of each wheel. When the road surface condition is transmitted from the receiver 21 by the brake ECU 22, the braking force is controlled as vehicle motion control based on the road surface condition. For example, when the transmitted road surface condition indicates that the road surface condition is a frozen road, the brake ECU 22 weakens the braking force generated with respect to the amount of brake operation by the driver as compared with the dry road surface. As a result, wheel slip can be suppressed and the danger of the vehicle can be avoided.
 また、報知装置23は、例えばメータ表示器などで構成され、ドライバに対して路面状態やタイヤ摩耗状態を報知する際に用いられる。報知装置23をメータ表示器で構成する場合、ドライバが車両の運転中に視認可能な場所に配置され、例えば車両におけるインストルメントパネル内に設置される。メータ表示器は、受信機21から路面状態やタイヤ摩耗状態が伝えられると、その路面状態やタイヤ摩耗状態が把握できる態様で表示を行うことで、視覚的にドライバに対して路面状態やタイヤ摩耗状態を報知することができる。 Further, the notification device 23 is composed of, for example, a meter display or the like, and is used when notifying the driver of the road surface condition or the tire wear condition. When the notification device 23 is composed of a meter display, the driver is placed in a place where the driver can see while driving the vehicle, for example, in the instrument panel of the vehicle. When the receiver 21 notifies the road surface condition and tire wear condition, the meter display displays the road surface condition and tire wear condition in a manner that allows the driver to visually grasp the road surface condition and tire wear condition. The status can be notified.
 なお、報知装置23をブザーや音声案内装置などで構成することもできる。その場合、報知装置23は、ブザー音や音声案内によって、聴覚的にドライバに対して路面状態やタイヤ摩耗状態を報知することができる。また、視覚的な報知を行う報知装置23としてメータ表示器を例に挙げたが、ヘッドアップディスプレイなどの情報表示を行う表示器によって報知装置23を構成しても良い。 The notification device 23 can also be configured by a buzzer, a voice guidance device, or the like. In that case, the notification device 23 can aurally notify the driver of the road surface condition and the tire wear condition by a buzzer sound or voice guidance. Further, although the meter display is taken as an example of the notification device 23 that performs visual notification, the notification device 23 may be configured by a display that displays information such as a head-up display.
 以上のようにして、本実施形態にかかるタイヤ装置100が構成されている。なお、車体側システム2を構成する各部は、例えばCAN(Controller AreaNetworkの略)通信などによる車内LAN(Local AreaNetworkの略)を通じて接続されている。このため、車内LANを通じて各部が互いに情報伝達できるようになっている。 As described above, the tire device 100 according to the present embodiment is configured. Each part constituting the vehicle body side system 2 is connected through an in-vehicle LAN (abbreviation of Local Area Network) by, for example, CAN (abbreviation of Controller Area Network) communication. Therefore, each part can transmit information to each other through the in-vehicle LAN.
 次に、上記した特徴量抽出部11aで抽出する特徴量や、変化判定部11cによる路面状態の変化の判定の詳細について説明する。 Next, the details of the feature amount extracted by the feature amount extraction unit 11a described above and the determination of the change in the road surface condition by the change determination unit 11c will be described.
 まず、特徴量抽出部11aで抽出する特徴量について説明する。ここでいう特徴量とは、加速度取得部10が取得したタイヤ3に加わる振動の特徴を示す量であり、例えば特徴ベクトルとして表される。 First, the feature amount extracted by the feature amount extraction unit 11a will be described. The feature amount referred to here is a quantity indicating the feature of the vibration applied to the tire 3 acquired by the acceleration acquisition unit 10, and is represented as, for example, a feature vector.
 タイヤ回転時における加速度取得部10の検出信号の出力電圧波形は、例えば図4に示す波形となる。この図に示されるように、タイヤ3の回転に伴ってトレッド31のうち加速度取得部10の配置箇所と対応する部分が接地し始めた接地開始時に、加速度取得部10の出力電圧が極大値をとる。以下、この加速度取得部10の出力電圧が極大値をとる接地開始時のピーク値を第1ピーク値という。さらに、図4に示されるように、タイヤ3の回転に伴ってトレッド31のうち加速度取得部10の配置箇所と対応する部分が接地していた状態から接地しなくなる接地終了時に、加速度取得部10の出力電圧が極小値をとる。以下、この加速度取得部10の出力電圧が極小値をとる接地終了時のピーク値を第2ピーク値という。 The output voltage waveform of the detection signal of the acceleration acquisition unit 10 when the tire is rotating is, for example, the waveform shown in FIG. As shown in this figure, the output voltage of the acceleration acquisition unit 10 reaches a maximum value at the start of ground contact when the portion of the tread 31 corresponding to the arrangement location of the acceleration acquisition unit 10 begins to touch the ground as the tire 3 rotates. Take. Hereinafter, the peak value at the start of grounding at which the output voltage of the acceleration acquisition unit 10 takes a maximum value is referred to as a first peak value. Further, as shown in FIG. 4, when the portion of the tread 31 corresponding to the arrangement portion of the acceleration acquisition unit 10 is not in contact with the ground as the tire 3 is rotated, the acceleration acquisition unit 10 is not in contact with the ground. The output voltage of is the minimum value. Hereinafter, the peak value at the end of grounding where the output voltage of the acceleration acquisition unit 10 takes a minimum value is referred to as a second peak value.
 加速度取得部10の出力電圧が上記のようなタイミングでピーク値をとるのは、以下の理由による。すなわち、タイヤ3の回転に伴ってトレッド31のうち加速度取得部10の配置箇所と対応する部分が接地する際、加速度取得部10の近傍においてタイヤ3のうちそれまで略円筒面であった部分が押圧されて平面状に変形する。このときの衝撃を受けることで、加速度取得部10の出力電圧が第1ピーク値をとる。また、タイヤ3の回転に伴ってトレッド31のうち加速度取得部10の配置箇所と対応する部分が接地面から離れる際には、加速度取得部10の近傍においてタイヤ3は押圧が解放されて平面状から略円筒状に戻る。このタイヤ3の形状が元に戻るときの衝撃を受けることで、加速度取得部10の出力電圧が第2ピーク値をとる。このようにして、加速度取得部10の出力電圧が接地開始時と接地終了時でそれぞれ第1、第2ピーク値をとるのである。また、タイヤ3が押圧される際の衝撃の方向と、押圧から開放される際の衝撃の方向は逆方向であるため、出力電圧の符号も逆方向となる。 The output voltage of the acceleration acquisition unit 10 takes a peak value at the above timing for the following reasons. That is, when the portion of the tread 31 corresponding to the arrangement portion of the acceleration acquisition portion 10 comes into contact with the rotation of the tire 3, the portion of the tire 3 that has been a substantially cylindrical surface in the vicinity of the acceleration acquisition portion 10 is formed. It is pressed and deforms into a flat shape. By receiving the impact at this time, the output voltage of the acceleration acquisition unit 10 takes the first peak value. Further, when the portion of the tread 31 corresponding to the arrangement portion of the acceleration acquisition portion 10 is separated from the ground contact surface as the tire 3 rotates, the pressure of the tire 3 is released in the vicinity of the acceleration acquisition portion 10 to form a flat surface. Return to a substantially cylindrical shape. The output voltage of the acceleration acquisition unit 10 takes the second peak value by receiving the impact when the shape of the tire 3 returns to its original shape. In this way, the output voltage of the acceleration acquisition unit 10 takes the first and second peak values at the start of touchdown and at the end of touchdown, respectively. Further, since the direction of impact when the tire 3 is pressed and the direction of impact when released from pressing are opposite, the sign of the output voltage is also opposite.
 ここで、タイヤトレッド31のうち加速度取得部10の配置箇所と対応する部分が路面に接地した瞬間を「踏み込み領域」、路面から離れる瞬間を「蹴り出し領域」とする。「踏み込み領域」には、第1ピーク値となるタイミングが含まれ、「蹴り出し領域」には、第2ピーク値となるタイミングが含まれる。また、踏み込み領域の前を「踏み込み前領域」、踏み込み領域から蹴り出し領域までの領域、つまりタイヤトレッド31のうち加速度取得部10の配置箇所と対応する部分が接地中の領域を「蹴り出し前領域」、蹴り出し領域後を「蹴り出し後領域」とする。このように、タイヤトレッド31のうち加速度取得部10の配置箇所と対応する部分が接地する期間およびその前後を5つの領域に区画することができる。なお、図4中では、検出信号のうちの「踏み込み前領域」、「踏み込み領域」、「蹴り出し前領域」、「蹴り出し領域」、「蹴り出し後領域」を順に5つの領域R1~R5として示してある。 Here, the moment when the portion of the tire tread 31 corresponding to the location where the acceleration acquisition unit 10 is arranged touches the road surface is referred to as the “stepping area”, and the moment when the tire tread 31 is separated from the road surface is referred to as the “kicking area”. The "stepping area" includes the timing of the first peak value, and the "kicking area" includes the timing of the second peak value. Further, the area in front of the stepping area is the "pre-stepping area", and the area from the stepping area to the kicking area, that is, the area of the tire tread 31 where the portion corresponding to the arrangement location of the acceleration acquisition unit 10 is in contact with the ground is "before kicking". The area after the kicking area is referred to as the area after the kicking area. In this way, the period during which the portion of the tire tread 31 corresponding to the arrangement portion of the acceleration acquisition unit 10 touches the ground and the period before and after the contact can be divided into five regions. In FIG. 4, five areas R1 to R5 of the detection signals, "pre-stepping area", "stepping area", "pre-kicking area", "kicking area", and "post-kicking area", are arranged in this order. It is shown as.
 路面状態に応じて、区画した各領域でタイヤ3に生じる振動が変動し、加速度取得部10の検出信号が変化することから、各領域での加速度取得部10の検出信号を周波数解析することで、車両の走行路面における路面状態を検出する。例えば、圧雪路のような滑り易い路面状態では蹴り出し時の剪断力が低下するため、蹴り出し領域R4や蹴り出し後領域R5において、1kHz~4kHz帯域から選択される帯域値が小さくなる。このように、路面状態に応じて加速度取得部10の検出信号の各周波数成分が変化することから、検出信号の周波数解析に基づいて路面状態を判定することが可能になる。 Since the vibration generated in the tire 3 fluctuates in each of the partitioned regions and the detection signal of the acceleration acquisition unit 10 changes according to the road surface condition, the detection signal of the acceleration acquisition unit 10 in each region is frequency-analyzed. , Detects the road surface condition on the road surface of the vehicle. For example, in a slippery road surface such as a snow-packed road, the shearing force at the time of kicking decreases, so that the band value selected from the 1 kHz to 4 kHz band becomes small in the kicking region R4 and the kicking region R5. In this way, since each frequency component of the detection signal of the acceleration acquisition unit 10 changes according to the road surface condition, it is possible to determine the road surface condition based on the frequency analysis of the detection signal.
 このため、特徴量抽出部11aは、連続した時間軸波形となっているタイヤ3の1回転分の加速度取得部10の検出信号を、図5に示すように所定の時間幅Tの時間窓毎に複数の区画に分割し、各区画で周波数解析を行うことで特徴量を抽出している。具体的には、各区画で周波数解析を行うことで、各周波数帯域でのパワースペクトル値、つまり特定周波数帯域の振動レベルを求め、このパワースペクトル値を特徴量としている。 Therefore, the feature amount extraction unit 11a transmits the detection signal of the acceleration acquisition unit 10 for one rotation of the tire 3, which has a continuous time axis waveform, for each time window having a predetermined time width T as shown in FIG. The features are extracted by dividing into a plurality of sections and performing frequency analysis in each section. Specifically, by performing frequency analysis in each section, the power spectrum value in each frequency band, that is, the vibration level in a specific frequency band is obtained, and this power spectrum value is used as a feature quantity.
 なお、時間幅Tの時間窓で分割された区画の数は車速に応じて、より詳しくはタイヤ3の回転速度に応じて変動する値である。以下の説明では、タイヤ1回転分の区画数をn(ただし、nは自然数)としている。 The number of sections divided by the time window of the time width T is a value that fluctuates according to the vehicle speed, and more specifically, according to the rotation speed of the tire 3. In the following description, the number of compartments for one rotation of the tire is n (where n is a natural number).
 例えば、各区画それぞれの検出信号を複数の特定周波数帯域のフィルタ、例えば0~1kHz、1~2kHz、2~3kHz、3~4kHz、4~5kHzの5つのバンドパスフィルタに通して得られたパワースペクトル値を特徴量としている。この特徴量は、特徴ベクトルと呼ばれるもので、ある区画i(ただし、iは1≦i≦nの自然数)の特徴ベクトルXiは、各特定周波数帯域のパワースペクトル値をaikで示すと、これを要素とする行列として、次式のように表される。 For example, the power obtained by passing the detection signal of each section through a plurality of specific frequency band filters, for example, five bandpass filters of 0 to 1 kHz, 1 to 2 kHz, 2 to 3 kHz, 3 to 4 kHz, and 4 to 5 kHz. The spectrum value is used as a feature quantity. This feature amount is called a feature vector, and the feature vector Xi of a certain section i (where i is a natural number of 1 ≦ i ≦ n) is expressed by a ik indicating the power spectrum value of each specific frequency band. As a matrix whose elements are, it is expressed as follows.
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 なお、パワースペクトル値aikにおけるkは、特定周波数帯域の数、つまりバンドパスフィルタの数であり、上記のように0~5kHzの帯域を5つに分ける場合、k=1~5となる。そして、全区画1~nの特徴ベクトルX1~Xnを総括して示した行列式Xは、次式となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
Note that k in the power spectrum value a ik is the number of specific frequency bands, that is, the number of bandpass filters, and when the band of 0 to 5 kHz is divided into five as described above, k = 1 to 5. Then, the determinant X that collectively shows the feature vectors X1 to Xn of all the sections 1 to n becomes the following equation.
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 この行列式Xがタイヤ1回転分の特徴量を表した式となる。特徴量抽出部11aでは、この行列式Xで表される特徴量を加速度取得部10の検出信号を周波数解析することによって抽出している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
This determinant X is an equation expressing the feature amount for one rotation of the tire. The feature amount extraction unit 11a extracts the feature amount represented by the determinant X by frequency analysis of the detection signal of the acceleration acquisition unit 10.
 続いて、変化判定部11cによる路面状態の変化の判定について説明する。この判定は、特徴量抽出部11aが抽出した今回特徴量と、特徴量保存部11bに保存された前回特徴量とを用いて類似度を算出することで行われる。 Next, the determination of the change in the road surface condition by the change determination unit 11c will be described. This determination is made by calculating the degree of similarity using the current feature amount extracted by the feature amount extraction unit 11a and the previous feature amount stored in the feature amount storage unit 11b.
 上記したように特徴量を表す行列式Xについて、今回特徴量の行列式をX(r)、前回特徴量の行列式をX(r-1)とし、それぞれの行列式の各要素となるパワースペクトル値aikをa(r)ik,a(r-1)ikで表すとする。その場合、今回特徴量の行列式X(r)と前回特徴量の行列式X(r-1)は、それぞれ次のように表される。 Regarding the determinant X representing the feature amount as described above, the determinant of the feature amount this time is X (r), the determinant of the previous feature amount is X (r-1), and the power that is each element of each matrix expression. the spectral values a ik a (r) ik, and expressed by a (r-1) ik. In that case, the determinant X (r) of the feature amount this time and the determinant X (r-1) of the feature amount of the previous time are expressed as follows, respectively.
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 類似度は、2つの行列式で示される特徴量同士の似ている度合いを示しており、類似度が高いほどより似ていることを意味している。本実施形態の場合、変化判定部11cは、カーネル法を用いて類似度を求め、その類似度に基づいて路面状態の変化の判定を行う。ここでは、タイヤ3の今回の回転時の行列式X(r)と1回転前の行列式をX(r-1)の内積、換言すれば特徴空間内において所定の時間幅Tの時間窓毎で分割した区画同士の特徴ベクトルXiが示す座標間の距離を算出し、それを類似度として用いている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
The degree of similarity indicates the degree of similarity between the features represented by the two determinants, and the higher the degree of similarity, the more similar they are. In the case of the present embodiment, the change determination unit 11c determines the degree of similarity using the kernel method, and determines the change in the road surface condition based on the degree of similarity. Here, the determinant X (r) at the time of this rotation of the tire 3 and the determinant one rotation before are the inner product of X (r-1), in other words, for each time window having a predetermined time width T in the feature space. The distance between the coordinates indicated by the feature vector Xi between the sections divided by is calculated and used as the similarity.
 例えば、図6に示すように、加速度取得部10の検出信号の時間軸波形について、タイヤ3の今回の回転時の時間軸波形と1回転前のときの時間軸波形それぞれを所定の時間幅Tの時間窓で各区画に分割する。図示例の場合、各時間軸波形を5つの区画に分割しているため、n=5となり、iは、1≦i≦5で表される。ここで、図中に示したように、今回の回転時の各区画の特徴ベクトルXiをXi(r)、1回転前のときの各区画の特徴ベクトルをXi(r-1)とする。その場合、各区画の特徴ベクトルXiが示す座標間の距離Kyzについては、今回の回転時の各区画の特徴ベクトルXi(r)を含む横の升と1回転前のときの各区画の特徴ベクトルXi(r-1)を含む縦の升とが交差する升のように示される。なお、距離Kyzについて、yはXi(r-1)におけるiを書き換えたものであり、zはXi(r)におけるiを書き換えたものである。また、車速については、今回の回転時と1回転前とで大きな変化はないため、基本的には各回転時の区画数は等しくなる。 For example, as shown in FIG. 6, regarding the time-axis waveform of the detection signal of the acceleration acquisition unit 10, the time-axis waveform at the time of the current rotation of the tire 3 and the time-axis waveform at the time of one rotation before are each set to a predetermined time width T. Divide into each section by the time window of. In the case of the illustrated example, since each time axis waveform is divided into five sections, n = 5, and i is represented by 1 ≦ i ≦ 5. Here, as shown in the figure, the feature vector Xi of each section at the time of this rotation is Xi (r), and the feature vector of each section at the time of one rotation before is Xi (r-1). In that case, regarding the distance Kyz between the coordinates indicated by the feature vector Xi of each section, the horizontal box including the feature vector Xi (r) of each section at the time of this rotation and the feature of each section at the time of one rotation before. It is shown as a box where a vertical box containing the vector Xi (r-1) intersects. Regarding the distance K yz , y is a rewrite of i in Xi (r-1), and z is a rewrite of i in Xi (r). In addition, since there is no significant change in vehicle speed between this rotation and one rotation before, the number of compartments at each rotation is basically the same.
 本実施形態の場合、5つの特定周波数帯域に分けて特徴ベクトルを取得している。このため、時間軸と合わせた6次元空間において各区画の特徴ベクトルXiが表されることとなり、区画同士の特徴ベクトルがXi示す座標間の距離は、6次元空間における座標間の距離となる。ただし、各区画の特徴ベクトルが示す座標間の距離については、特徴量同士が似ているほど小さく、似ていないほど大きくなることから、当該距離が小さいほど類似度が高く、距離が大きいほど類似度が低いことを示している。 In the case of this embodiment, the feature vector is acquired by dividing into five specific frequency bands. Therefore, the feature vector Xi of each section is represented in the 6-dimensional space aligned with the time axis, and the distance between the coordinates indicated by the feature vector Xi between the sections is the distance between the coordinates in the 6-dimensional space. However, the distance between the coordinates indicated by the feature vectors of each section is smaller as the features are similar and larger as they are not similar. Therefore, the smaller the distance, the higher the similarity, and the larger the distance, the more similar. It shows that the degree is low.
 例えば、時分割によって区画1~nとされている場合、区画1同士の特徴ベクトルが示す座標間の距離Kyzについては、次式で示される。 For example, when the divisions 1 to n are set by time division, the distance Kyz between the coordinates indicated by the feature vectors of the divisions 1 is expressed by the following equation.
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 このようにして、時分割による区画同士の特徴ベクトルが示す座標間の距離Kyzを全区画について求め、全区画分の距離Kyzの総和Ktotalを演算し、この総和Ktotalを類似度に対応する値として用いている。そして、総和Ktotalを所定の閾値Thと比較し、総和Ktotalが閾値Thよりも大きければ、類似度が低く、路面状態の変化が有ったと判定し、総和Ktotalが閾値Thよりも小さければ、類似度が高く、路面状態の変化は無かったと判定する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
In this manner, the distance K yz between coordinates indicated by the feature vector of the compartment between time-division determined for all sections, and calculates the distance K yz sum K total of all sections fraction, the sum K total similarity It is used as the corresponding value. Then, the total K total is compared with a predetermined threshold Th, and if the total K total is larger than the threshold Th, it is determined that the similarity is low and there is a change in the road surface condition, and the total K total is smaller than the threshold Th. For example, it is determined that the similarity is high and there is no change in the road surface condition.
 なお、ここでは類似度に対応する値として各区画の特徴ベクトルが示す2つの座標間の距離Kyzの総和Ktotalを用いているが、類似度を示すパラメータとして他のものを用いることもできる。例えば、類似度を示すパラメータとして、総和Ktotalを区画数で割って求めた距離Kyzの平均値である平均距離Kaveを用いることができる。また、様々なカーネル関数を用いて類似度を求めることもできるし、特徴ベクトルのすべてを用いるのではなく、その中から類似度の低いパスを除いて類似度の演算を行うようにしても良い。 Here, the sum K total of the distance Kyz between the two coordinates indicated by the feature vector of each section is used as the value corresponding to the similarity, but other parameters may be used as the parameter indicating the similarity. .. For example, as a parameter indicating the degree of similarity , the average distance Kave , which is the average value of the distance Kyz obtained by dividing the total K total by the number of sections, can be used. It is also possible to obtain the similarity using various kernel functions, and instead of using all of the feature vectors, the similarity may be calculated by excluding the paths having low similarity from them. ..
 次に、積分演算部25dによる積分値の算出方法や摩耗判定部25eによる摩耗判定の詳細について説明する。 Next, the method of calculating the integrated value by the integral calculation unit 25d and the details of the wear determination by the wear determination unit 25e will be described.
 上記したように、加速度取得部10の検出信号を複数の特定周波数帯域のフィルタに通して得られたパワースペクトル値を特徴量として算出しており、数1に示される行列として表されることになる。このため、0~1kHz、1~2kHz、2~3kHz、3~4kHz、4~5kHzの5つのバンドパスフィルタを使った場合、数2に示される行列式のうちの1行目が0~1kHz帯域の特徴量を表し、順に各行が各周波数帯域の特徴量を示すことになる。また、1列目が複数の時間幅Tで分割された各区画のうちの最初の時間幅Tでの特徴量を示しており、順に各列が各時間幅Tでの特徴量を表すことになる。 As described above, the power spectrum value obtained by passing the detection signal of the acceleration acquisition unit 10 through the filters of a plurality of specific frequency bands is calculated as a feature amount, and is represented by the matrix shown in Equation 1. Become. Therefore, when five bandpass filters of 0 to 1 kHz, 1 to 2 kHz, 2 to 3 kHz, 3 to 4 kHz, and 4 to 5 kHz are used, the first row of the determinant shown in Equation 2 is 0 to 1 kHz. It represents the feature amount of the band, and each line shows the feature amount of each frequency band in order. Further, the first column shows the feature amount in the first time width T of each section divided by a plurality of time widths T, and each column sequentially represents the feature amount in each time width T. Become.
 したがって、同じ行の各列の特徴量を足し合せた和は、その行に対応する周波数帯域におけるタイヤ3の1回転分の特徴量の積分値に相当する値になる。積分演算部25dは、特定周波数帯域の特徴量の積分値として、特定周波数帯域と対応する行の各列の特徴量の和を算出している。ここでいう特定周波数帯域とは、特徴量にタイヤ3の摩耗状態に応じた変化が現れる高周波数帯域を意味しており、例えば1kHz以上の周波数帯域が該当する。このため、積分演算部25dは、1kHz以上の周波数帯域の特徴量の積分値を演算している。上記した周波数帯域のバンドパスフィルタを用いた場合であれば、積分演算部25dは、2行~5行目それぞれの各列の特徴量を足し合せた和の合計値を1kHz~5kHzの周波数帯域の特徴量の積分値として演算している。 Therefore, the sum of the features of each column in the same row is a value corresponding to the integral value of the features for one rotation of the tire 3 in the frequency band corresponding to that row. The integration calculation unit 25d calculates the sum of the features of each column of the row corresponding to the specific frequency band as the integrated value of the features of the specific frequency band. The specific frequency band referred to here means a high frequency band in which the feature amount changes according to the wear state of the tire 3, and corresponds to, for example, a frequency band of 1 kHz or more. Therefore, the integral calculation unit 25d calculates the integral value of the feature amount in the frequency band of 1 kHz or more. When the bandpass filter of the frequency band described above is used, the integral calculation unit 25d calculates the total value of the sum of the features of each column of the 2nd to 5th rows in the frequency band of 1 kHz to 5 kHz. It is calculated as the integral value of the feature amount of.
 なお、ここでは1kHz以上の周波数帯域の全周波数帯域の特徴量の和の合計値を積分値としたが、少なくともその一部の特徴量の積分値であれば良い。すなわち、1kHz以上のいずれか1つの周波数帯域の特徴量の和であっても良いし、複数の周波数帯域の特徴量の和の合計値であっても良い。 Here, the total value of the sum of the features of all frequency bands in the frequency band of 1 kHz or higher is used as the integrated value, but at least the integrated value of a part of the features may be used. That is, it may be the sum of the features of any one frequency band of 1 kHz or higher, or it may be the sum of the features of a plurality of frequency bands.
 ここで、タイヤ摩耗状態に応じて特徴量に変化が生じる理由およびその変化が生じるのが高周波数帯域である理由について説明する。 Here, the reason why the feature amount changes according to the tire wear state and the reason why the change occurs in the high frequency band will be described.
 タイヤ3の踏み込み領域や蹴り出し領域での振動レベルの周波数特性は、ゴムブロックを含むタイヤ3の振動特性に基づいて決まり、ゴムブロックを含むタイヤ3の固有振動周波数において振動レベルがピークとなる。そして、その固有振動周波数よりも高周波数帯ではゴムブロックによる防振効果により、振動レベルが減衰する。このゴムブロックを含むタイヤ3の固有振動周波数については、ゴムブロックの摩耗状態に応じて変化し、ゴムブロックの摩耗が進むほど増加する。 The frequency characteristic of the vibration level in the stepping region and the kicking region of the tire 3 is determined based on the vibration characteristic of the tire 3 including the rubber block, and the vibration level peaks at the natural vibration frequency of the tire 3 including the rubber block. Then, in a frequency band higher than the natural vibration frequency, the vibration level is attenuated due to the vibration isolation effect of the rubber block. The natural vibration frequency of the tire 3 including the rubber block changes according to the wear state of the rubber block, and increases as the wear of the rubber block progresses.
 これについて、図面を参照して説明する。図7は、タイヤ3の振動モデルを示している。タイヤ3のトレッド面32およびゴムブロック33のうちタイヤ側装置1に加わる振動に影響を与える部分の質量をMt、バネ定数をKt、ゴムブロック33の質量をMb、バネ定数をKb、ダンパ減衰係数をCとして記載してある。タイヤ3においては、路面からの入力振動に対してゴムブロック33が防振材となることでローパスフィルタとしての役割を果たすことになる。 This will be explained with reference to the drawings. FIG. 7 shows a vibration model of the tire 3. The mass of the tread surface 32 of the tire 3 and the rubber block 33 that affects the vibration applied to the tire side device 1 is Mt, the spring constant is Kt, the mass of the rubber block 33 is Mb, the spring constant is Kb, and the damper damping coefficient. Is described as C. In the tire 3, the rubber block 33 serves as a low-pass filter by acting as a vibration-proof material against input vibration from the road surface.
 タイヤ3が新品の状態においては、タイヤトレッド31の溝が深く、ゴムブロック33の高さが高いが、タイヤ摩耗が進むと、タイヤトレッド31の溝が浅くなり、ゴムブロック33の高さが低くなる。このため、タイヤ3が新品の場合と比較して、タイヤ摩耗が進んだ場合には、ゴムブロック33の質量Mbが小さくなり、バネ定数Kbは大きくなる。そして、ゴムブロック33でのローパスフィルタとしての機能が低下し、タイヤ振動の高周波成分が大きくなる。 When the tire 3 is new, the groove of the tire tread 31 is deep and the height of the rubber block 33 is high, but as the tire wear progresses, the groove of the tire tread 31 becomes shallow and the height of the rubber block 33 is low. Become. Therefore, as compared with the case where the tire 3 is new, when the tire wear progresses, the mass Mb of the rubber block 33 becomes smaller and the spring constant Kb becomes larger. Then, the function of the rubber block 33 as a low-pass filter is reduced, and the high-frequency component of the tire vibration is increased.
 ここで、一般的な振動モデルは、図8のように表され、この振動モデルにおける固有振動周波数Fnは、次式で表される。なお、数式1中において、kは振動モデルにおける防振材のバネ定数、mは振動源の質量である。 Here, a general vibration model is represented as shown in FIG. 8, and the natural vibration frequency Fn in this vibration model is represented by the following equation. In Equation 1, k is the spring constant of the vibration isolator in the vibration model, and m is the mass of the vibration source.
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
 なお、バネ定数kは、振動モデルを構成する振動対象、本実施形態の場合はゴムブロック33の材料で決まるヤング率に振動対象の面積を掛け算し、振動対象の厚み、換言すれば高さで割った値として定義される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
The spring constant k is calculated by multiplying the Young's modulus determined by the vibration target constituting the vibration model, or the material of the rubber block 33 in the case of the present embodiment, by the area of the vibration target, and the thickness of the vibration target, in other words, the height. Defined as a divided value.
 図7に示したタイヤ3の振動モデルにおいては、質量Mtが質量Mbよりも十分に大きく、バネ定数Ktの方がバネ定数Kbよりも十分に大きくなっている。このため、実質的に質量Mtおよびバネ定数Kbのみを考慮して、図8に示した一般的な振動モデルと見做すことができる。つまり、数式1の質量mおよびバネ定数kを、それぞれ、図7における質量Mtおよびバネ定数Kbに置き換えることができる。そして、ゴムブロック33が摩耗して高さが低くなると、それに伴って質量Mbが小さくなり、バネ定数Kbが大きくなる。この場合、質量Mtはあまり変化せず、バネ定数Kbが大きくなったことを想定すると、数式6で示される固有振動周波数Fnが増加する。 In the vibration model of the tire 3 shown in FIG. 7, the mass Mt is sufficiently larger than the mass Mb, and the spring constant Kt is sufficiently larger than the spring constant Kb. Therefore, it can be regarded as a general vibration model shown in FIG. 8 in consideration of only the mass Mt and the spring constant Kb. That is, the mass m and the spring constant k in Equation 1 can be replaced with the mass Mt and the spring constant Kb in FIG. 7, respectively. When the rubber block 33 is worn and the height is lowered, the mass Mb is reduced and the spring constant Kb is increased accordingly. In this case, the mass Mt does not change so much, and assuming that the spring constant Kb becomes large, the natural vibration frequency Fn shown by the equation 6 increases.
 このように、タイヤ3の踏み込み領域や蹴り出し領域での振動レベルの周波数特性は、ゴムブロック33を含むタイヤ3の振動特性に基づいて決まり、ゴムブロック33を含むタイヤ3の固有振動周波数Fnにおいて振動レベルがピークとなる。そして、この固有振動周波数Fnは、ゴムブロック33が摩耗して高さが低くなるほど増加する。例えば図9に示すようにタイヤ3が新品で溝深さが8mmの場合には固有振動周波数Fnが1.0kHz、タイヤ3が摩耗して溝深さが1.6mmの場合には固有振動周波数Fnが1.5kHzとなった。この固有振動周波数Fnは、タイヤ3の材質などによって異なった値になるが、タイヤ3の材質にかかわらず、タイヤ3が摩耗するほど固有振動周波数Fnが増加する。 As described above, the frequency characteristic of the vibration level in the stepping region and the kicking region of the tire 3 is determined based on the vibration characteristic of the tire 3 including the rubber block 33, and at the natural vibration frequency Fn of the tire 3 including the rubber block 33. The vibration level peaks. The natural vibration frequency Fn increases as the rubber block 33 wears and the height becomes lower. For example, as shown in FIG. 9, when the tire 3 is new and the groove depth is 8 mm, the natural vibration frequency Fn is 1.0 kHz, and when the tire 3 is worn and the groove depth is 1.6 mm, the natural vibration frequency Fn became 1.5 kHz. The natural vibration frequency Fn has a different value depending on the material of the tire 3 and the like, but regardless of the material of the tire 3, the natural vibration frequency Fn increases as the tire 3 wears.
 したがって、タイヤ3の交換目安となる溝深さを決めておき、タイヤ3の溝深さが交換目安になったときの固有振動周波数Fnを特定周波数とし、それ以上の周波数帯を特定周波数帯域として、その特定周波数帯域の特徴量の積分値を演算するようにしている。例えば、タイヤ3の交換推奨溝深さが3.0mmとされており、その深さをタイヤ3の交換目安となる溝深さとする場合には、例えば1.0kHz以上の高周波数帯域の特徴量の微分値を演算すれば良いことを確認している。 Therefore, a groove depth that serves as a guideline for replacing the tire 3 is determined, the natural vibration frequency Fn when the groove depth of the tire 3 serves as a guideline for replacement is set as a specific frequency, and a frequency band higher than that is set as a specific frequency band. , The integrated value of the feature amount of the specific frequency band is calculated. For example, if the recommended groove depth for replacement of the tire 3 is 3.0 mm and the depth is used as the groove depth as a guideline for replacement of the tire 3, for example, a feature amount in a high frequency band of 1.0 kHz or higher. It has been confirmed that the differential value of can be calculated.
 このように、タイヤ摩耗状態に応じてタイヤ3の振動レベルの周波数特性が変わるためタイヤ摩耗状態に応じて特徴量に変化が生じる。また、タイヤ3の固有振動周波数を加味した高周波数帯域において特に特徴量の変化が現れる。したがって、積分演算部25dにて、高周波数帯域での特徴量の積分値を演算している。 In this way, since the frequency characteristic of the vibration level of the tire 3 changes according to the tire wear state, the feature amount changes according to the tire wear state. In addition, a change in the feature amount appears particularly in the high frequency band in which the natural vibration frequency of the tire 3 is taken into consideration. Therefore, the integral calculation unit 25d calculates the integral value of the feature amount in the high frequency band.
 続いて、本実施形態にかかるタイヤ装置100の作動について、図10を参照して説明する。 Subsequently, the operation of the tire device 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
 各車輪のタイヤ側装置1では、制御部11にて、図10に示すデータ送信処理を実行している。この処理は、所定の制御周期ごとに実行される。 In the tire side device 1 of each wheel, the control unit 11 executes the data transmission process shown in FIG. This process is executed at predetermined control cycles.
 まず、ステップS100では、加速度取得部10の検出信号の入力処理を行う。この処理は、続くステップS110において、タイヤ3が1回転するまでの期間継続される。そして、加速度取得部10の検出信号をタイヤ1回転分入力すると、その後のステップS120に進み、入力したタイヤ1回転分の加速度取得部10の検出信号の時間軸波形の特徴量を抽出する。以上のステップS100~S120の処理は、特徴量抽出部11aによって行われる。 First, in step S100, the detection signal input process of the acceleration acquisition unit 10 is performed. This process is continued for a period until the tire 3 makes one revolution in the subsequent step S110. Then, when the detection signal of the acceleration acquisition unit 10 is input for one rotation of the tire, the process proceeds to the subsequent step S120, and the feature amount of the time axis waveform of the detection signal of the acceleration acquisition unit 10 for one rotation of the input tire is extracted. The above steps S100 to S120 are performed by the feature amount extraction unit 11a.
 なお、タイヤ3が1回転したことについては、加速度取得部10の検出信号の時間軸波形に基づいて判定している。すなわち、検出信号は図4に示した時間軸波形を描くことから、検出信号の第1ピーク値や第2ピーク値を確認することでタイヤ3の1回転を把握することができる。 It should be noted that the fact that the tire 3 has made one rotation is determined based on the time-axis waveform of the detection signal of the acceleration acquisition unit 10. That is, since the detection signal draws the time axis waveform shown in FIG. 4, one rotation of the tire 3 can be grasped by checking the first peak value and the second peak value of the detection signal.
 また、路面状態が検出信号の時間軸波形の変化として特に現れるのが、「踏み込み領域」、「蹴り出し前領域」、「蹴り出し領域」を含めたその前後の期間である。このため、この期間中のデータが入力されていれば良く、必ずしもタイヤ1回転中における加速度取得部10の検出信号すべてのデータを入力していなくても良い。例えば、「踏み込み前領域」や「蹴り出し後領域」については、「踏み込み領域」の近傍や「蹴り出し領域」の近傍のデータがあれば良い。このため、加速度取得部10の検出信号のうちの振動レベルが閾値よりも小さくなる領域については、「踏み込み前領域」や「蹴り出し後領域」の中でも路面状態の影響を受け難い期間として、検出信号の入力を行わないようにしても良い。 In addition, the road surface condition appears as a change in the time axis waveform of the detection signal in the period before and after the "stepping area", "pre-kicking area", and "kicking area". Therefore, it is sufficient that the data during this period is input, and it is not always necessary to input all the data of the detection signals of the acceleration acquisition unit 10 during one rotation of the tire. For example, for the "pre-stepping area" and the "post-kicking area", it is sufficient that there is data in the vicinity of the "stepping area" and the vicinity of the "kicking area". Therefore, the region where the vibration level of the detection signal of the acceleration acquisition unit 10 is smaller than the threshold value is detected as a period in the "pre-depression region" and "post-kick region" that is not easily affected by the road surface condition. The signal may not be input.
 また、ステップS120で行う特徴量の抽出については、上述した通りの手法によって行っている。 Further, the feature amount extraction performed in step S120 is performed by the method as described above.
 この後、ステップS130に進み、今回特徴量と前回特徴量とに基づいて、上述した手法によって類似度を求め、例えば類似度を閾値Thと比較することで、路面状態の変化が有ったか否かを判定する。この処理は、変化判定部11cによって実行されるもので、特徴量抽出部11aで抽出した今回特徴量と、後述するステップS150において特徴量保存部11bに保存された前回特徴量とに基づいて実行される。 After that, the process proceeds to step S130, and the similarity is obtained by the above-mentioned method based on the current feature amount and the previous feature amount. For example, by comparing the similarity with the threshold value Th, whether or not there is a change in the road surface condition. Is determined. This process is executed by the change determination unit 11c, and is executed based on the current feature amount extracted by the feature amount extraction unit 11a and the previous feature amount stored in the feature amount storage unit 11b in step S150 described later. Will be done.
 そして、ステップS130で肯定判定されると、ステップS140においてデータ送信を実行すべく、変化判定部11cより今回特徴量を含む路面データをデータ通信部12に伝える。これにより、データ通信部12より、今回特徴量を含む路面データが送信される。このように、路面状態の変化が有った時にのみデータ通信部12から今回特徴量を含む路面データが送信されるようにしてあり、路面状態の変化が無かったときにはデータ送信が行われないようにしている。このため、通信頻度を低下させることが可能となり、タイヤ3内の制御部11の省電力化を実現することが可能となる。 Then, if an affirmative determination is made in step S130, the change determination unit 11c transmits the road surface data including the feature amount to the data communication unit 12 in order to execute the data transmission in step S140. As a result, the data communication unit 12 transmits the road surface data including the feature amount this time. In this way, the road surface data including the feature amount is transmitted from the data communication unit 12 only when there is a change in the road surface condition, and the data is not transmitted when there is no change in the road surface condition. I have to. Therefore, it is possible to reduce the communication frequency, and it is possible to realize power saving of the control unit 11 in the tire 3.
 最後に、ステップS150に進み、今回特徴量を前回特徴量として特徴量保存部11bに保存して、処理を終了する。 Finally, the process proceeds to step S150, and the feature amount is stored in the feature amount storage unit 11b as the previous feature amount as the previous feature amount, and the process is completed.
 一方、受信機21では、制御部25にて、図11に示す路面状態判別および摩耗検出処理を行う。この処理は、図示しないイグニッションスイッチなどの車両の起動スイッチがオンされると、所定の制御周期ごとに実行される。 On the other hand, in the receiver 21, the control unit 25 performs the road surface condition discrimination and wear detection processing shown in FIG. This process is executed at predetermined control cycles when a vehicle start switch such as an ignition switch (not shown) is turned on.
 まず、ステップS200では、データ受信処理が行われる。この処理は、データ通信部24が路面データを受信したときに、その路面データを制御部25が取り込むことによって行われる。データ通信部24がデータ受信を行っていないときには、制御部25は何も路面データを取り込むことなく本処理を終えることになる。 First, in step S200, data reception processing is performed. This processing is performed by the control unit 25 taking in the road surface data when the data communication unit 24 receives the road surface data. When the data communication unit 24 is not receiving data, the control unit 25 ends this process without taking in any road surface data.
 この後、ステップS210に進み、データ受信が有ったか否かを判定し、受信していた場合にはステップS220に進み、受信していなければ受信するまでステップS200、S210の処理が繰り返される。 After that, the process proceeds to step S210, it is determined whether or not the data has been received, and if it has been received, the process proceeds to step S220, and if it has not been received, the processes of steps S200 and S210 are repeated until it is received.
 そして、ステップS220に進み、路面状態の判別を行う。路面状態の判別については、受信した路面データに含まれる今回特徴量と、サポートベクタ保存部25aに保存された路面の種類別のサポートベクタとを比較することで、路面状態を判別する。例えば、今回特徴量と路面の種類別の全サポートベクタとの類似度を求め、最も類似度が高かったサポートベクタの路面を現在の走行路面と判別している。このときの類似度の演算については、図10のステップS130において今回特徴量と前回特徴量との類似度の演算と同じ手法を用いれば良い。 Then, the process proceeds to step S220 to determine the road surface condition. Regarding the determination of the road surface condition, the road surface condition is determined by comparing the feature amount included in the received road surface data with the support vector for each type of road surface stored in the support vector storage unit 25a. For example, this time, the degree of similarity between the feature amount and all the support vectors for each type of road surface is obtained, and the road surface of the support vector having the highest degree of similarity is determined as the current running road surface. Regarding the calculation of the similarity at this time, the same method as the calculation of the similarity between the current feature amount and the previous feature amount may be used in step S130 of FIG.
 その後、ステップS230に進み、摩耗検出が行われる。摩耗検出については、上記したように、積分演算部25dにおいて数2で示された特定周波数帯域の特徴量の和を積分値として算出したのち、例えばその積分値を判定閾値と比較することで行われる。例えば、タイヤ3の摩耗量に相当する溝深さと積分値との関係は図12のように表されることから、タイヤ3の交換目安となる溝深さのときの積分値を判定閾値として設定しておく。そして、積分演算部25dで演算された積分値が判定閾値と以下になったときに、タイヤ摩耗が生じていることを検出する。 After that, the process proceeds to step S230, and wear detection is performed. For wear detection, as described above, the integration calculation unit 25d calculates the sum of the features of the specific frequency band shown in Equation 2 as the integration value, and then compares the integration value with the determination threshold value, for example. Will be. For example, since the relationship between the groove depth corresponding to the amount of wear of the tire 3 and the integrated value is shown as shown in FIG. 12, the integrated value at the groove depth as a guideline for replacing the tire 3 is set as the determination threshold value. I will do it. Then, when the integral value calculated by the integral calculation unit 25d becomes equal to or less than the determination threshold value, it is detected that tire wear has occurred.
 以上説明したようにして、本実施形態にかかるタイヤ装置100により、車両の走行路面の路面状態を判別したりタイヤ摩耗状態を検出したりしている。そして、路面状態を判別するための路面データを用い、路面データ中における特定周波数帯域の特徴量の和を積分値として用いてタイヤ摩耗状態を検出している。これにより、タイヤ摩耗状態の検出のためのみにデータ送信を行ったりする必要がなくなる。したがって、タイヤ側装置1にタイヤ摩耗状態の検出のためのアルゴリズムを実装しなくても済み、サンプリング、保存、各種演算処理を最小限に抑えて省電力、省メモリ化することが可能となる。よって、路面状態判別とタイヤ摩耗状態の検出を行えるようにしつつ、より省電力、省メモリ化を実現することができるタイヤ装置100にできる。 As described above, the tire device 100 according to the present embodiment determines the road surface condition of the traveling road surface of the vehicle and detects the tire wear condition. Then, the tire wear state is detected by using the road surface data for discriminating the road surface state and using the sum of the feature amounts of the specific frequency band in the road surface data as an integral value. This eliminates the need to transmit data only for detecting the tire wear state. Therefore, it is not necessary to implement an algorithm for detecting the tire wear state on the tire side device 1, and it is possible to save power and memory by minimizing sampling, storage, and various arithmetic processes. Therefore, the tire device 100 can realize further power saving and memory saving while enabling the determination of the road surface condition and the detection of the tire wear state.
 また、路面状態の判別を行うに際し、タイヤ側装置1からの今回特徴量を含む路面データの送信が路面状態の変化タイミングのみとなるようにしている。このため、通信頻度を低下させることが可能となり、さらにタイヤ3内の制御部11の省電力化を実現することが可能となる。 Further, when determining the road surface condition, the road surface data including the feature amount this time is transmitted from the tire side device 1 only at the change timing of the road surface condition. Therefore, it is possible to reduce the communication frequency, and further, it is possible to realize power saving of the control unit 11 in the tire 3.
 なお、タイヤ摩耗状態の検出については、高頻度に行う必要は無く、車両を走行させる際に1回、例えば起動スイッチがオンされている期間中に1回実施するだけでも構わない。このため、路面状態の判別を行うための路面データを使用してタイヤ摩耗状態を検出すれば、タイヤ摩耗状態の検出のためだけにデータ送信を行わなくても問題無い。また、上記したように、路面状態の変化時に路面データがタイヤ側装置1から車体側システム2に送られてくるため、その度にタイヤ摩耗状態の検出も行われることになるが、タイヤ摩耗状態の検出頻度については減らしても構わない。このため、例えば起動スイッチがオンされてからタイヤ摩耗状態が検出済みであった場合には、それを示すフラグをセットするようにしておき、そのフラグがセットされていれば、ステップS230の処理が実行されないようにしても良い。 It should be noted that the tire wear state does not have to be detected frequently, and may be detected only once when the vehicle is running, for example, once during the period when the start switch is turned on. Therefore, if the tire wear state is detected using the road surface data for determining the road surface state, there is no problem even if the data is not transmitted only for detecting the tire wear state. Further, as described above, since the road surface data is sent from the tire side device 1 to the vehicle body side system 2 when the road surface condition changes, the tire wear condition is also detected each time, but the tire wear condition is detected. The detection frequency of is may be reduced. Therefore, for example, if the tire wear state has been detected since the start switch was turned on, a flag indicating the tire wear state is set, and if the flag is set, the process of step S230 is performed. It may not be executed.
 (第2実施形態)
 第2実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対して車両状態を加味してタイヤ摩耗状態の検出が行えるようにするものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
(Second Embodiment)
The second embodiment will be described. In this embodiment, the tire wear state can be detected in consideration of the vehicle state with respect to the first embodiment, and the other aspects are the same as those in the first embodiment. Only the different parts will be described.
 図13に示すように、本実施形態のタイヤ装置100は、車体側システム2に状態取得部26を備えており、状態取得部26で取得した車両情報が車内LANを通じて制御部25に伝えられるようにしている。そして、制御部25では、路面判別部25cが路面状態判別を行う際や摩耗判定部25eがタイヤ摩耗状態を検出する際に、車両情報が加味されるようにしている。 As shown in FIG. 13, the tire device 100 of the present embodiment includes a state acquisition unit 26 in the vehicle body side system 2, so that the vehicle information acquired by the state acquisition unit 26 is transmitted to the control unit 25 via the in-vehicle LAN. I have to. Then, in the control unit 25, vehicle information is added when the road surface determination unit 25c determines the road surface condition or when the wear determination unit 25e detects the tire wear condition.
 ここでいう車両情報とは、タイヤ摩耗状態に関係する情報を意味している。タイヤ摩耗状態に関係する情報とは、タイヤ摩耗状態の検出に影響を及ぼす情報のことであり、車速情報、加減速情報、操舵情報、路面情報、天気情報および位置情報、温度情報などが挙げられる。車両情報については、車両に備えられる各種ECUや社外装置との通信などによって取得できる。 Vehicle information here means information related to the tire wear state. The information related to the tire wear state is information that affects the detection of the tire wear state, and includes vehicle speed information, acceleration / deceleration information, steering information, road surface information, weather information and position information, temperature information, and the like. .. Vehicle information can be acquired by communicating with various ECUs provided in the vehicle or external devices.
 車速情報は、車両の車速を示す情報である。車速が高いほど、加速度取得部10の検出信号が示す振動波形の振幅が大きくなる。つまり、上記した図12に示される関係についても、タイヤ3の摩耗量が同じであっても、車速が高いと特徴量の積分値が高い値となり、車速が低いと特徴量の積分値が低い値となる。このため、車速情報に基づいて、車速が高いほど、特徴量の積分値が大きな値として算出され得ることから、車速が高いほどタイヤ摩耗状態を検出する際の判定閾値を高い値に補正したり、逆に特徴量の積分値を小さな値に補正したりすることができる。また、車速が所定速度以上であればタイヤ摩耗状態の検出を行わないようにすることもできる。 Vehicle speed information is information indicating the vehicle speed of the vehicle. The higher the vehicle speed, the larger the amplitude of the vibration waveform indicated by the detection signal of the acceleration acquisition unit 10. That is, also with respect to the relationship shown in FIG. 12 described above, even if the amount of wear of the tire 3 is the same, the integrated value of the feature amount is high when the vehicle speed is high, and the integrated value of the feature amount is low when the vehicle speed is low. It becomes a value. Therefore, based on the vehicle speed information, the higher the vehicle speed, the larger the integrated value of the feature amount can be calculated. Therefore, the higher the vehicle speed, the higher the judgment threshold value when detecting the tire wear state. On the contrary, the integrated value of the feature amount can be corrected to a small value. Further, if the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined speed, it is possible not to detect the tire wear state.
 加減速情報は、車両の加減速度を示す情報である。例えば急加速中やブレーキ中である場合には、タイヤ摩耗状態を的確に検出できない可能性がある。このため、加減速度情報に基づいて、加減速度が所定範囲内の場合にタイヤ摩耗状態を検出し、所定範囲外の場合にはタイヤ摩耗状態の検出を行わないようにすることができる。 Acceleration / deceleration information is information indicating the acceleration / deceleration of the vehicle. For example, when suddenly accelerating or braking, it may not be possible to accurately detect the tire wear state. Therefore, based on the acceleration / deceleration information, it is possible to detect the tire wear state when the acceleration / deceleration is within the predetermined range and not to detect the tire wear state when the acceleration / deceleration is outside the predetermined range.
 操舵情報は、車両における操舵輪の操舵角に関する情報である。車両が旋回中である場合には、タイヤ摩耗状態を的確に検出できない可能性がある。このため、操舵情報に基づいて、操舵角が所定範囲内の場合にタイヤ摩耗状態を検出し、所定範囲外の場合にはタイヤ摩耗状態の検出を行わないようにすることができる。 Steering information is information on the steering angle of the steering wheel in the vehicle. When the vehicle is turning, it may not be possible to accurately detect the tire wear condition. Therefore, based on the steering information, it is possible to detect the tire wear state when the steering angle is within the predetermined range, and not to detect the tire wear state when the steering angle is outside the predetermined range.
 路面情報は、車両の走行路面の状態を示す情報である。例えば、ナビゲーション装置などから得られる道路情報や位置情報から、砂利道のような凹凸路であることなどの路面状態を把握することができる。凹凸路などでは、その影響が加速度取得部10の検出信号に現れるため、タイヤ摩耗状態を的確に検出できない可能性がある。このため、路面情報に基づいて、例えばアスファルト路面のような平坦路の場合にタイヤ摩耗状態を検出し、平坦路以外ではタイヤ摩耗状態の検出を行わないようにすることができる。 Road surface information is information indicating the state of the road surface on which the vehicle is traveling. For example, it is possible to grasp the road surface condition such as an uneven road such as a gravel road from the road information and the position information obtained from a navigation device or the like. On uneven roads and the like, the effect appears in the detection signal of the acceleration acquisition unit 10, so there is a possibility that the tire wear state cannot be accurately detected. Therefore, based on the road surface information, it is possible to detect the tire wear state on a flat road such as an asphalt road surface, and not to detect the tire wear state on other than the flat road.
 天気情報は、晴天、雨天、雪などの天候を示す情報であり、位置情報と共に用いることで、車両の走行場所における天気が特定される。例えば、晴天の場合と比較して、雨天や雪のときには路面μが低くなる傾向にあり、スリップに起因する振動成分が加速度取得部10の検出信号に重畳されることがあり、タイヤ摩耗状態の検出を的確に検出できない可能性がある。このため、天気情報に基づいて、例えば晴天の場合にタイヤ摩耗状態を検出し、雨天や雪などの晴天以外の場合にはタイヤ摩耗状態の検出を行わないようにすることができる。 Weather information is information that indicates the weather such as fine weather, rainy weather, and snow, and when used together with location information, the weather at the vehicle's driving location can be specified. For example, compared to the case of fine weather, the road surface μ tends to be lower in rainy weather or snow, and the vibration component due to slip may be superimposed on the detection signal of the acceleration acquisition unit 10, and the tire is in a worn state. It may not be possible to detect the detection accurately. Therefore, based on the weather information, it is possible to detect the tire wear state in the case of fine weather, for example, and not to detect the tire wear state in cases other than fine weather such as rainy weather and snow.
 温度情報は、外気温を示す情報である。外気温が想定温度範囲よりも高いもしくは低い場合にはタイヤ3のバネ定数の変動が大きくなり、タイヤ3の振動特性が変化するため、タイヤ摩耗状態の検出を的確に検出できない可能性がある。このため、温度情報に基づいて、所定の温度範囲内の場合にはタイヤ摩耗状態を検出し、その温度範囲外の場合にはタイヤ摩耗状態の検出を行わないようにすることができる。 Temperature information is information that indicates the outside air temperature. When the outside air temperature is higher or lower than the assumed temperature range, the fluctuation of the spring constant of the tire 3 becomes large and the vibration characteristic of the tire 3 changes, so that it may not be possible to accurately detect the tire wear state. Therefore, based on the temperature information, it is possible to detect the tire wear state when it is within a predetermined temperature range and not to detect the tire wear state when it is outside the temperature range.
 このように、車両情報を加味して、タイヤ摩耗状態の検出を行うことができる。これにより、より的確にタイヤ摩耗状態を検出することが可能となる。 In this way, it is possible to detect the tire wear state by adding the vehicle information. This makes it possible to detect the tire wear state more accurately.
 なお、ここでは、タイヤ摩耗状態の検出に車両情報を用いる場合について説明したが、路面状態の判別についても、車両情報を用いることができる。このように、路面状態の判別に車両情報を用いるようにすれば、より的確に路面状態を判別することが可能となる。 Although the case where the vehicle information is used for detecting the tire wear state has been described here, the vehicle information can also be used for determining the road surface condition. In this way, if the vehicle information is used for determining the road surface condition, the road surface condition can be determined more accurately.
 (第3実施形態)
 第3実施形態について説明する。本実施形態は、第1、第2実施形態に対してタイヤ摩耗状態の検出の手法を変更したものであり、その他については第1、第2実施形態と同様であるため、第1、第2実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
(Third Embodiment)
The third embodiment will be described. This embodiment is a modification of the method for detecting a tire wear state with respect to the first and second embodiments, and is the same as the first and second embodiments in other respects. Therefore, the first and second embodiments are the same. Only the part different from the embodiment will be described.
 図14に示すように、本実施形態のタイヤ装置100では、車体側システム2における制御部25に初期値設定部25fを備えている。 As shown in FIG. 14, in the tire device 100 of the present embodiment, the control unit 25 in the vehicle body side system 2 is provided with an initial value setting unit 25f.
 初期値設定部25fは、積分演算部25dで算出された最初の積分値を初期値、つまりタイヤ3の摩耗前の状態での積分値として記憶しておくものである。例えば、車両製造後に最初に走行を行ったタイミングで検出された最初の積分値を初期値としたり、タイヤ交換時に図示しない設定用スイッチなどが押下されたときに最初に走行を行ったタイミングで検出された最初の積分値を初期値とすることができる。摩耗判定部25eは、この初期値設定部25fで記憶された初期値と積分演算部25dで演算された特徴量の積分値との相対変化からタイヤ摩耗状態を検出する。例えば、摩耗判定部25eは、初期値に対して積分演算部25dで演算された特徴量の積分値が所定割合低下した場合にタイヤ摩耗が進んだと判定することができる。 The initial value setting unit 25f stores the first integrated value calculated by the integral calculation unit 25d as the initial value, that is, the integrated value in the state before the tire 3 is worn. For example, the first integrated value detected at the timing of the first running after the vehicle is manufactured is used as the initial value, or it is detected at the timing of the first running when a setting switch (not shown) is pressed when changing tires. The first integrated value obtained can be used as the initial value. The wear determination unit 25e detects the tire wear state from the relative change between the initial value stored in the initial value setting unit 25f and the integrated value of the feature amount calculated by the integration calculation unit 25d. For example, the wear determination unit 25e can determine that the tire wear has progressed when the integral value of the feature amount calculated by the integral calculation unit 25d is reduced by a predetermined ratio with respect to the initial value.
 このように、初期値設定部25fを備えるようにしてタイヤ3の摩耗前の積分値を初期値として記憶させ、この初期値からの積分演算部25dで演算された特徴量の積分値の相対変化によってタイヤ摩耗状態の検出を行うこともできる。このようにすれば、様々な車種、タイヤ種に対応して判定閾値を設定しなくても、タイヤ摩耗状態を検出できる。 In this way, the initial value setting unit 25f is provided to store the integrated value of the tire 3 before wear as the initial value, and the relative change of the integrated value of the feature amount calculated by the integral calculation unit 25d from this initial value. It is also possible to detect the tire wear state. In this way, the tire wear state can be detected without setting the determination threshold value corresponding to various vehicle types and tire types.
 (他の実施形態)
 本開示は、上記した実施形態に準拠して記述されたが、当該実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
(Other embodiments)
Although the present disclosure has been described in accordance with the above-described embodiment, the present disclosure is not limited to the embodiment, and includes various modifications and modifications within an equal range. In addition, various combinations and forms, as well as other combinations and forms that include only one element, more, or less, are also within the scope of the present disclosure.
 例えば、上記各実施形態では、路面状態の変化時にのみタイヤ側装置1から車体側システム2に対して路面データが送信される例を挙げたが、更なる省電力化を図るためであり、他のタイミングで路面データが送信されるようにしても良い。例えば、タイヤ3が1回転または複数回転する毎に1回もしくは複数回、タイヤ側装置1から車体側システム2に路面データが送信されるようにしても良い。 For example, in each of the above embodiments, the road surface data is transmitted from the tire side device 1 to the vehicle body side system 2 only when the road surface condition changes. The road surface data may be transmitted at the timing of. For example, the road surface data may be transmitted from the tire-side device 1 to the vehicle body-side system 2 once or a plurality of times each time the tire 3 makes one or a plurality of rotations.
 また、上記実施形態では、振動検出部を加速度取得部10によって構成する場合を例示したが、他の振動検出を行うことができる素子、例えば圧電素子などによって振動検出部を構成することもできる。 Further, in the above embodiment, the case where the vibration detection unit is configured by the acceleration acquisition unit 10 is illustrated, but the vibration detection unit can also be configured by another element capable of performing vibration detection, such as a piezoelectric element.
 また、上記実施形態では、車体側システム2に備えられる受信機21の制御部25によって今回特徴量とサポートベクタとの類似度を求め、路面状態の判別を行うようにしている。しかしながら、これも一例を示したに過ぎず、他のECU、例えばブレーキECU22の制御部によって類似度を求めたり、路面状態の判別を行うようにしても良い。 Further, in the above embodiment, the control unit 25 of the receiver 21 provided in the vehicle body side system 2 obtains the similarity between the feature amount and the support vector this time, and determines the road surface condition. However, this is also only an example, and the degree of similarity may be obtained or the road surface condition may be determined by the control unit of another ECU, for example, the brake ECU 22.
 本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリーを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリーと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。 The controls and methods thereof described in the present disclosure are realized by a dedicated computer provided by configuring a processor and memory programmed to perform one or more functions embodied by a computer program. May be done. Alternatively, the controls and methods thereof described in the present disclosure may be implemented by a dedicated computer provided by configuring the processor with one or more dedicated hardware logic circuits. Alternatively, the control unit and method thereof described in the present disclosure may be a combination of a processor and memory programmed to perform one or more functions and a processor composed of one or more hardware logic circuits. It may be realized by one or more dedicated computers configured. Further, the computer program may be stored in a computer-readable non-transitional tangible recording medium as an instruction executed by the computer.

Claims (6)

  1.  車両の走行路面の路面状態の判別とタイヤ摩耗状態の検出を行うタイヤ装置であって、
     タイヤ(3)側に備えられるタイヤ側装置(1)と、
     車体側に備えられた車体側システム(2)と、を有し、
     前記タイヤ側装置は、
     前記タイヤの振動の大きさに応じた検出信号を出力する振動検出部(10)と、
     前記タイヤの1回転中における前記検出信号から周波数帯域毎の特徴量を抽出する特徴量抽出部(11a)を有する制御部(11)と、
     前記特徴量抽出部で抽出された特徴量を含む路面データを送信する第1データ通信部(12)と、を有し、
     前記車体側システムは、
     前記タイヤ側装置から送信された前記路面データを受信する第2データ通信部(24)と、
     前記路面データに基づいて前記走行路面の路面状態を判別する路面判別部(25c)と、
     前記路面データに含まれる周波数帯域毎の特徴量を用いて、特定周波数帯域における前記特徴量の積分値を演算する積分演算部(25d)と、
     前記特徴量の積分値から前記タイヤ摩耗状態の検出を行う摩耗判定部(25e)と、を有している、タイヤ装置。
    It is a tire device that determines the road surface condition of the vehicle's running road surface and detects the tire wear condition.
    The tire side device (1) provided on the tire (3) side and
    It has a vehicle body side system (2) provided on the vehicle body side,
    The tire side device is
    A vibration detection unit (10) that outputs a detection signal according to the magnitude of the tire vibration, and
    A control unit (11) having a feature amount extraction unit (11a) that extracts a feature amount for each frequency band from the detection signal during one rotation of the tire.
    It has a first data communication unit (12) that transmits road surface data including the feature amount extracted by the feature amount extraction unit, and has.
    The vehicle body side system
    A second data communication unit (24) that receives the road surface data transmitted from the tire side device, and
    A road surface discriminating unit (25c) that discriminates the road surface condition of the traveling road surface based on the road surface data, and
    An integration calculation unit (25d) that calculates the integrated value of the feature amount in a specific frequency band using the feature amount for each frequency band included in the road surface data, and
    A tire device including a wear determination unit (25e) that detects a tire wear state from an integrated value of the feature amount.
  2.  前記車体側システムは、前記タイヤ摩耗状態の検出に関わる車両情報を取得する状態取得部(26)を有し、
     前記摩耗判定部は、前記特徴量の積分値と前記車両情報に基づいて、前記タイヤ摩耗状態を検出する、請求項1に記載のタイヤ装置。
    The vehicle body side system has a state acquisition unit (26) for acquiring vehicle information related to detection of the tire wear state.
    The tire device according to claim 1, wherein the wear determination unit detects the tire wear state based on the integrated value of the feature amount and the vehicle information.
  3.  前記摩耗判定部は、前記車両情報として、車速情報、加減速情報、操舵情報、路面情報、天気情報および位置情報、温度情報の少なくとも1つに基づいて、前記タイヤ摩耗状態を検出する、請求項2に記載のタイヤ装置。 The wear determination unit detects the tire wear state based on at least one of vehicle speed information, acceleration / deceleration information, steering information, road surface information, weather information and position information, and temperature information as the vehicle information. 2. The tire device according to 2.
  4.  前記車体側システムは、前記特徴量の積分値の初期値を設定する初期値設定部(25f)を有し、
     前記摩耗判定部は、前記初期値からの前記積分演算部で演算される前記特徴量の積分値の相対変化に基づいて前記タイヤ摩耗状態を検出する、請求項1ないし3のいずれか1つに記載のタイヤ装置。
    The vehicle body side system has an initial value setting unit (25f) for setting an initial value of an integrated value of the feature amount.
    The wear determination unit detects the tire wear state based on the relative change of the integrated value of the feature amount calculated by the integral calculation unit from the initial value, according to any one of claims 1 to 3. The tire device described.
  5.  前記積分演算部は、所定周波数帯域として、1kHz以上の周波数帯域での前記特徴量の積分値を演算する、請求項1ないし4のいずれか1つに記載のタイヤ装置。 The tire device according to any one of claims 1 to 4, wherein the integral calculation unit calculates an integral value of the feature amount in a frequency band of 1 kHz or more as a predetermined frequency band.
  6.  前記タイヤ側装置は、
     前記特徴量抽出部で抽出された過去の前記特徴量を過去特徴量として保存する特徴量保存部(11b)と、
     前記特徴量抽出部で前記タイヤの今回の回転時に抽出された前記特徴量を今回特徴量として、該今回特徴量と前記特徴量保存部に保存された前記過去特徴量とに基づいて、路面状態の変化の有無を判定すると共に、該路面状態の変化が有ると前記タイヤ側装置より前記今回特徴量を含む前記路面データの送信を行わせる変化判定部(11c)と、
     を有している、請求項1ないし5のいずれか1つに記載のタイヤ装置。
    The tire side device is
    A feature amount storage unit (11b) that stores the past feature amount extracted by the feature amount extraction unit as a past feature amount, and a feature amount storage unit (11b).
    The road surface state is based on the current feature amount and the past feature amount stored in the feature amount storage unit, using the feature amount extracted during the current rotation of the tire by the feature amount extraction unit as the current feature amount. When there is a change in the road surface condition, the change determination unit (11c) causes the tire side device to transmit the road surface data including the feature amount this time.
    The tire device according to any one of claims 1 to 5.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11613260B2 (en) * 2019-03-28 2023-03-28 Subaru Corporation Road surface determination apparatus

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018132865A1 (en) * 2018-12-19 2020-06-25 Thyssenkrupp Ag Method for determining a steering feel of a steer-by-wire steering system
JP2023008677A (en) * 2021-07-06 2023-01-19 株式会社ブリヂストン Tire management device, program, and tire management method
JP2023018538A (en) * 2021-07-27 2023-02-08 株式会社ブリヂストン Tire management device, program, and tire management method
WO2023067752A1 (en) * 2021-10-21 2023-04-27 日立Astemo株式会社 Physical quantity detection device

Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004175276A (en) * 2002-11-28 2004-06-24 Aisin Seiki Co Ltd Tire characteristic determination device
JP2005170222A (en) * 2003-12-10 2005-06-30 Toyota Motor Corp Wheel information processing device
JP2006131136A (en) * 2004-11-08 2006-05-25 Denso Corp Vehicular signal processing unit
JP2009018667A (en) * 2007-07-11 2009-01-29 Bridgestone Corp Method and device for detecting abrasion of tire
JP2010215195A (en) * 2009-03-19 2010-09-30 Hitachi Constr Mach Co Ltd Vehicle with tire wear determining device
US20140366618A1 (en) * 2013-06-14 2014-12-18 Kanwar Bharat Singh Tire wear state estimation system and method
JP2014240253A (en) * 2013-06-12 2014-12-25 株式会社ブリヂストン Tire grounding state estimation method
JP2015217713A (en) * 2014-05-14 2015-12-07 株式会社ブリヂストン Tire information transmitter
JP2016217065A (en) * 2015-05-25 2016-12-22 住友ゴム工業株式会社 Measurement device for road surface roughness
JP2017226322A (en) * 2016-06-22 2017-12-28 株式会社Soken Road surface condition estimation device
JP2018009974A (en) * 2016-07-01 2018-01-18 株式会社デンソー Tire-mounted sensor and road surface state estimation device including the same
US20180154707A1 (en) * 2016-12-05 2018-06-07 The Goodyear Tire & Rubber Company Indirect tire pressure and wear state estimation system and method
KR20180067043A (en) * 2016-12-12 2018-06-20 현대오트론 주식회사 Steering torque control device and control method for tire wear prevention.
WO2018124971A1 (en) * 2016-12-30 2018-07-05 Elaphe Propulsion Technologies Ltd. Arrangement for determining maximum allowable torque
WO2019088024A1 (en) * 2017-10-30 2019-05-09 株式会社デンソー Road surface state determination device and tire system including same
WO2019142870A1 (en) * 2018-01-19 2019-07-25 株式会社デンソー Tire system
JP2020134151A (en) * 2019-02-13 2020-08-31 住友電気工業株式会社 In-vehicle system, recommended travelling information determination device, recommended travelling information determination system, method for acquiring recommended travelling information, method for determining recommended travelling information, and computer program

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0925960A3 (en) * 1997-12-15 2004-06-09 Denso Corporation Tyre air pressure estimating apparatus
JP6227385B2 (en) * 2013-11-21 2017-11-08 Ntn株式会社 Wear detection device for automobile tires
JP6281346B2 (en) * 2014-03-18 2018-02-21 株式会社Soken Road surface condition estimation device
JP6624152B2 (en) 2017-04-26 2019-12-25 株式会社Soken Tire-side device and tire device including the same
JP7091877B2 (en) 2018-01-19 2022-06-28 株式会社デンソー Tire system
WO2020122189A1 (en) * 2018-12-13 2020-06-18 株式会社Soken Tire wear detection device
JP7180354B2 (en) * 2018-12-14 2022-11-30 株式会社Soken Tire wear detector

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004175276A (en) * 2002-11-28 2004-06-24 Aisin Seiki Co Ltd Tire characteristic determination device
JP2005170222A (en) * 2003-12-10 2005-06-30 Toyota Motor Corp Wheel information processing device
JP2006131136A (en) * 2004-11-08 2006-05-25 Denso Corp Vehicular signal processing unit
JP2009018667A (en) * 2007-07-11 2009-01-29 Bridgestone Corp Method and device for detecting abrasion of tire
JP2010215195A (en) * 2009-03-19 2010-09-30 Hitachi Constr Mach Co Ltd Vehicle with tire wear determining device
JP2014240253A (en) * 2013-06-12 2014-12-25 株式会社ブリヂストン Tire grounding state estimation method
US20140366618A1 (en) * 2013-06-14 2014-12-18 Kanwar Bharat Singh Tire wear state estimation system and method
JP2015217713A (en) * 2014-05-14 2015-12-07 株式会社ブリヂストン Tire information transmitter
JP2016217065A (en) * 2015-05-25 2016-12-22 住友ゴム工業株式会社 Measurement device for road surface roughness
JP2017226322A (en) * 2016-06-22 2017-12-28 株式会社Soken Road surface condition estimation device
JP2018009974A (en) * 2016-07-01 2018-01-18 株式会社デンソー Tire-mounted sensor and road surface state estimation device including the same
US20180154707A1 (en) * 2016-12-05 2018-06-07 The Goodyear Tire & Rubber Company Indirect tire pressure and wear state estimation system and method
KR20180067043A (en) * 2016-12-12 2018-06-20 현대오트론 주식회사 Steering torque control device and control method for tire wear prevention.
WO2018124971A1 (en) * 2016-12-30 2018-07-05 Elaphe Propulsion Technologies Ltd. Arrangement for determining maximum allowable torque
WO2019088024A1 (en) * 2017-10-30 2019-05-09 株式会社デンソー Road surface state determination device and tire system including same
WO2019142870A1 (en) * 2018-01-19 2019-07-25 株式会社デンソー Tire system
JP2020134151A (en) * 2019-02-13 2020-08-31 住友電気工業株式会社 In-vehicle system, recommended travelling information determination device, recommended travelling information determination system, method for acquiring recommended travelling information, method for determining recommended travelling information, and computer program

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11613260B2 (en) * 2019-03-28 2023-03-28 Subaru Corporation Road surface determination apparatus

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